Как добывают нефть
Процесс начинается с геологоразведки. Месторождение надо обнаружить, исследовать, оценить рентабельность, подготовить промышленное освоение. Так добывают нефть и газ, уголь и другие полезные ископаемые. Последующие этапы овладения природным сырьем могут сильно различаться.
Разработка месторождения
Существует довольно экзотический метод нефтедобычи – шахтный. Он применяется. В республике Коми, ПГТ Ярега, расположены шахты для добычи тяжелой (высоковязкой) нефти. Это уникальный способ, который Советский Союз применил здесь впервые в мире. В основном же шахтным способом извлекают из недр твердые полезные ископаемые.
Вот как добывают нефть и природный газ в подавляющем большинстве случаев: бурят скважину. Она представляет собой круглую в сечении горную выработку диаметром 7,5…40 см. Может располагаться как вертикально, так и (при необходимости) наклонно.
Буровыми станками разрабатывают грунт до заданной глубины, попутно промывая скважину. Затем ствол укрепляют обсадными трубами. Их последовательно опускают и скрепляют друг с другом, пока первая не достигнет нужной отметки. Образуется колонна от верха скважины (устья) до низа (забоя). Она нужна, чтобы выработку не засыпало и не затянуло. Также при необходимости производят цементацию (тампонирование) горных пород вокруг обсадной колонны.
Извлечение нефти
Применяются следующие методы:
- первичный;
- вторичный;
- третичный.
Самое простое и дешевое получение углеводородного сырья – если нефть сама течет (фонтанирует) из скважины. Это происходит, когда нефтеносный пласт находится под избыточным давлением. Расширяются растворенные газы, нефть вытесняется подземными водами и т.д.
Если давления недостаточно, сырец качают насосами. Они могут иметь различную конструкцию и принцип действия. Добыча нефти обычно ассоциируется с качающимся штанговым насосом. Станок-качалка является механическим приводом для плунжерного насоса. Используются также другие аппараты. В частности, технология эрлифт: в жидкость нагнетают воздух под давлением; образуется пена, которая выходит на поверхность по вертикальной трубе. Та же идея реализована в методе газлифт, но вместо атмосферного воздуха применяют газ. Технология подходит для скважин с большим содержанием песка; потери сырья меньше, чем при эрлифтном способе.
Первичный метод дает коэффициент извлечения нефти (КИН) 5…15%. Под землей остается еще много ресурсов, но поднять их на поверхность не удается. Тогда приходит время вторичного метода.
Давление в нефтеносном пласте повышают искусственно, посредством нагнетательных скважин. Закачивают жидкость (воду) или газ (природный, попутный). В первом случае повышается обводненность нефти, что затрудняет дальнейшую обработку. Вторичный метод позволяет извлечь еще около 30% сырья.
Третичный метод (КИН – 5…15%) не всегда экономически целесообразен. Обычно он оправдан при высоких ценах на нефть. Принцип – увеличить подвижность вязкого углеводородного сырья. Жидкость нагревают, закачивают в нее водяной пар или поверхностно-активные вещества и т.д.
